[发明专利]机动车的安全离合器

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的用于机动车的安全离合器。

背景技术

在使用电机作为驱动马达的电动车或混合动力车辆中，电机常与驱动轮不可分离地连接，也就是说在电机和驱动轮之间不存在离合器，而是例如仅存在形状锁合的传力元件，如万向轴或变速器/传动装置。如果在这种刚性的驱动连接中在电机或功率电子件中出现故障或者功率电子件为建立安全的车辆状况而切换至主动短路时，就会出现短时间内非常高的转矩峰值，该转矩峰值能明显超出马达-额定转矩并以高频率振动。这种转矩峰值可以是马达-额定转矩的值的足足三倍，由此使得机动车会在行驶动力学上变得不稳。通过传动系与电机刚性联接的驱动轮的轮胎在此会失去道路附着力。

原则上存在下述可能性，即：向传动系中装入弹性的中间元件，以便在故障情况下减小转矩峰值。但是传动系中的该弹性在正常运行中是有干扰性的，因为不再能够最佳地利用电机的积极特性也就是快速的转矩建立。此外由于弹性的中间元件，传动系在正常运行中极易导致干扰性振动。

发明内容

本发明的目的在于，为机动车提供一种安全离合器，该安全离合器一方面在正常运行中能实现电机和驱动轮之间尽可能好的转矩传递，另一方面在出现过高的转矩峰值时对行驶稳定性具有有利的影响。

该目的通过权利要求1的特征得以实现。在从属权利要求中公开了本发明的优选的扩展方案。

根据权利要求1的特征部分，所述安全离合器在电机的机轴与一个或多个驱动轮的车轮驱动轴之间呈现出可松脱/可断联的形状锁合连接。由此在正常运行中在电机与驱动轮之间存在带有最佳转矩传递的最佳驱动联接。而一旦出现过高的转矩，安全离合器的形状锁合联接装置就断联，由此取消了机轴与车轮驱动轴之间的形状锁合的联接。此时一弹性联接装置承担了在电机与车轮驱动轴之间传递转矩的任务，由此弹性地缓冲所出现的转矩峰值，以阻止在驱动轮上或驱动轮的轮胎上的附着力的损失。由于故障情况例如电机中的短路而出现的转矩-振动由此仅被缓冲地传递到车轮驱动轴上并进而传递到驱动轮上。

此外所述安全离合器还具有这样的优点，即在两个方向上、也就是不仅在电动机运行中而且还在发电机运行中都能以安全功能进行转矩传递。

在故障中在出现相应过高的转矩峰值时起到离合器作用的所述弹性联接装置可以包括至少一个弹性的橡胶元件，机轴通过该橡胶元件与车轮驱动轴弹性可转动地联接。这种弹性连接装置可以是设置在两个法兰之间的橡胶圈，所述两个法兰一个固定在机轴上，另一个固定在车轮驱动轴上，从两个法兰伸出的钢销交替地接合到该橡胶圈中。但所述弹性联接装置还可以设计为弹性的栓联接装置，其具有多个设置在两个法兰之间的弹性的连接栓。原则上，只要可以实现两个轴的弹性联接，也可以使用其他的弹性联接元件。但在每种情况中重要的都是，弹性联接装置在正常运行中不起作用，而是在机轴与车轮驱动轴之间存在形状锁合的联接（装置），该形状锁合的联接（装置）在超过转矩限值时才断开，从而所述弹性联接装置短时间内在机轴与车轮驱动轴之间承担被缓冲的转矩传递的任务。如果转矩再次回落到正常范围，那么形状锁合联接装置又可以再次承担转矩传递的任务。

尤其有利的是，本发明的安全离合器不需要任何控制元件或传感器或其他主动监测装置，而是本发明的安全离合器是一被动的内装件，该内装件在两种运行状态——刚性联接和弹性联接——之间被动地切换，也就是说，为此无需电监测装置和控制装置。

所述可松脱的形状锁合联接装置可以非常简单地借助能弹动的止动元件、例如卡锁球来实现，这些止动元件安装在机轴和/或车轮驱动轴的区域内，接合到各自相对的轴的相应的支承窝座中，并能够抵抗压簧的力从支承窝座中挤出。支承窝座的形状在此与卡锁球的形状和尺寸相匹配。此外支承窝座的深度这样选择，使得在转矩相应高时卡锁球能够抵抗弹簧力从支承窝座中被挤出。

具有以能弹动的方式设置的止动元件的可松脱的形状锁合联接装置可以这样设计，使得所述卡锁球能关于所属轴的定向要么径向地要么同轴地抵抗弹簧力被压回。通过所使用的将卡锁球压入所属的支承窝座中的压簧的强度，可以确定转矩限值，所述形状锁合联接装置在该转转限值下断联。卡锁球的尺寸、数目、轴间距和支承窝座的深度也可以选择成，使得所述形状锁合联接装置在规定的转矩限值被超过时断联。

附图说明

下面在附图中说明本发明的两个实施例。

附图示出：

图1以部分剖面图示出具有能径向弹动的卡锁球的安全离合器，

图2示出沿图1箭头方向A观察的端面视图的上半部，以及